Design of Acoustic Panels in the Walls in Interior Spaces of Building by Imitating the Mechanism of Ferns

Document Type : Research Paper


1 Master, of Architecture, Faculty of Arts and Architecture, University of Mazandaran,

2 Assistant Professor, School of Architecture, college of Fine Arts, University of Tehran

3 Assistant Professor, Faculty of Arts and Architecture, University of Mazandaran,, Babolsar, Iran

4 Associate professor, Department of Biology, University of Mazandaran, Babolsar, Iran


Noise pollution is one of the most important factors in architectural spaces that has a great impact on the comfort of residents. Today, man-made materials are used for improving the sound performance of buildings. For this purpose, it has been tried to find a way to control noise pollution with different materials such as glass wool, rock wool, foam types and acoustic tiles. Most of these materials are factors of environmental degradation and are not recyclable. The purpose of this study is to investigate the acoustic properties of plants and finding a suitable species to reduce noise pollution between two adjacent spaces, also imitating the ferns in order to improve the sound reduction of interior walls between residential units. This research is based on six stages. In the first stage, according to studies on the mechanism of plant texture, it is shown that plants have the ability to absorb sound. By using bionic methods, plants have been identified and their morphology has been done to determine the plant species that has this property. The second part of the research involves identifying the factors affecting sound absorption. At this stage, the possibility of adapting the acoustic principles to the plant texture has been measured. Then the effective parameters in its sound absorption have been investigated by computational and laboratory methods (using scales, calipers, AutoCAD software and Photoshop). Finally, the effect of the sound reduction on the wall is investigated by testing the panel via Cool Edit software and using the impedance tube. According to the results, the non-native fern "Nephrolepis exaltata" is an effective plant in sound absorption. Generally, non-native species of Iran have better sound absorption. According to the research results, all sound absorbers are like a soil layer and don’t have plant layer. The double-wall at frequencies of 250, 500, 1500, 1000 and 2000 Hz has the first priority and then the panel with the vegetable layer. The single-wall panel was tested by an impedance tube in the frequency range of 63 to 1600 Hz and the amount of sound reduction increased by increasing the frequency. The amount of sound reduction reached 18.29db at the frequency of 1600 Hz. This number is acceptable compared to other existing walls, for example, the amount of sound reduction of a wall with gypsum coated panels with mineral fibers with a thickness of 10 cm is 45 dB, while the designed panel with a thickness of 4 cm reduces the sound about 18 dB And by optimizing and increasing the thickness of the panel, the amount of sound reduction can be increased. To use the proposed walls in apartments and other spaces, panels with different characteristics as various thicknesses, different percentages of rice stem and poplar wood and different densities, hardness test on the wall, the aesthetics, the cleanliness of the panels, the late burning of the panels and the exact amount of sound reduction of each wall should be examined and tested.


Main Subjects

آخانی، حسین، خوش‌روش، رکسانا، اسکندری، مجید و گروتر، ورنر (1388)، سرخس‌ها و خویشاوندان آن‌ها در ایران، مجله رستنیها، دوره 94، شماره 1، صص 1-141.
باباخانی، ستاره، آبروش، مهدیه، قلی‌پور گشنیانی، مصطفی و محمودی اطاقوری، آرمان (1399). طرح پیشنهادی پنل صوتی با الهام گیری از ساختار مورفولوژیکی گیاهان، دومین کنفرانس ملی مدیریت شهری، شهرسازی و معماری با رویکرد اقتصاد و عمران شهری، تبریز.
باباخانی، ستاره، آبروش، مهدیه، قلی‌پور گشنیانی، مصطفی و محمودی اطاقوری، آرمان (1399)، بررسی و تحلیل آکوستیکی سرخس‌های بومی و غیربومی بر اساس ساختار مورفولوژیکی آن‌ها، دومین کنفرانس ملی مدیریت شهری، شهرسازی و معماری با رویکرد اقتصاد و عمران شهری، تبریز.
پودینه پور محمدعلی، ابراهیمی، قنبر، تجویدی، مهدی، چهارمحالی، مجید و رامتین، علی اکبر (1385)، اثر ترکیب ضایعات کشاورزی (ساقه گندم و جو) و چوب صنوبر بر خواص صوتی تخته خرده چوب عایق، دو فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران،دوره 21، شماره 2، صص 61-69.
رنگ‌آور، حسین و پایان، محمدحسن (1393)، بررسی خاصیت جذب صوت تخته خرده چوب-گچ ساخته‌شده با ساقه کنف و نانورس، دو فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران، دوره 29، شماره 3، صص 434-442.
عرفانی، محمد (1387)، آلودگی صوتی و روش‌های کنترل آن با تأکید بر طراحی فضای سبز، اداره کل محیط‌زیست خراسان شمالی. علمداری، زین‌العابدین، خوانین، علی و کوکبی، علی (1387)، ساخت جاذب‌های صوتی فرکانس‌های پایین و میانی بر پایه‌ بازیافت ترکیبی پلی‌اتیلن ترفتالات و پلی‌استایرن، مجله شنوایی‌سنجی، دوره 17، شماره 1، صص 1-10.
قارونی اصفهانی، فاطمه (1394)، طراحی طبیعت معماری بایونیک، ناشر مولف، تهران.
کلیائی، مهیار، حمزه نژاد، مهدی، بهرامی، پیام و لیتکوهی، ساناز (1394)، مقایسه انواع مختلف دیوار سبز جهت دستیابی به پایداری، دومین کنفرانس بین‌المللی پژوهش‌های نوین در عمران، معماری و شهرسازی، استانبول. لیاقتی، غلامعلی (1356)، آکوستیک در معماری، نشر دانشگاه ملی ایران، تهران.
متینی، محمدرضا (1393)، بهره‌گیری از الگوهای طبیعت برای ساختارهای تغییرپذیر خم‌شو در معماری، نشریه هنرهای -زیبا- معماری و شهرسازی، دوره 20، شماره 1، صص 67-80
مظفری، وجیهه، اسلامی، حمیده و پیوندی، پدرام (1391)، تولید جاذب‌ صوتی با استفاده از ضایعات منسوجات بی‌بافت، هشتمین کنفرانس ملی مهندسی نساجی ایران، یزد.
Asdrubali, F., Horoshenkov, K., Mencarelli, N. & D’Alessandro, F. (2014), Sound absorption properties of tropical plants for indoor applications. The 21st international congress on sound and vibration, pp. 1-13.
Alessandro, F., Asdrubali, F. & Mencarelli, N. (2015), Experimental evaluation and modelling of the sound absorption properties of plants for indoor acoustic applications. Building and environment, 94(2), pp. 913-923.
Azkorra, Z., Perez, G., Coma, J., Cabeza, L., Bures, S., Alvaro, J., Erkoreka, A. & Urrestarazu, M. (2015), Evaluation of green walls as a passive acoustic insulation system for buildings, Applied acoustics, 89 (1), pp. 46-56.
Cohen, Y.H. &Reich, Y., (2016), The biomimicry design process: Characteristics, stages and main challenge, Biomimetic design method for innovationand sustainability, pp. 19-29
Speck, T. & Speck, O. (2008), Process sequences in biomimetic research, Design and nature IV, pp. 3-11